科普：寻找地球“近亲” 解码宇宙“成长日记”——解读2019年诺贝尔物理学奖成果

10月8日电  茫茫宇宙，我们从哪里来？宇宙中还有没有其他类似地球的星球也演化出生命？因为对这两个基本问题的探索成就，三名科学家分享了2019年诺贝尔物理学奖。
瑞典皇家科学院8日发布新闻公报说，来自美国的詹姆斯·皮布尔斯因宇宙学相关研究获奖，来自瑞士的米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹因首次发现太阳系外行星获奖，今年的获奖者改变了我们对宇宙的看法，帮助“我们理解宇宙演化和地球在宇宙中的位置”。
公报说，皮布尔斯对宇宙学的洞见丰富了整个领域的研究，成为当代宇宙学的基础。马约尔和奎洛兹探索了我们宇宙邻域的未知行星，他们的研究指向一个永恒的问题：地球之外是否还有生命存在？
许多科学先驱都曾预言，满天繁星中，一定有许多恒星也拥有绕它们旋转的行星。然而那些行星距地球太过遥远，所反射的光又太过微弱，想要“看”到它们并不容易。
直到1995年，马约尔和奎洛兹基于恒星会因行星引力变化而产生微小摆动的理论，才宣布首次在太阳系外发现一颗行星。这颗绕着约50光年外飞马座内类日恒星“飞马座51”运转的行星被命名为“飞马座51b”，它是一颗与太阳系最大行星木星相仿的气态行星。这项成果发表在国际著名学术刊物《自然》上。有人认为这颗行星的发现为人类寻找宇宙中的伙伴带来了新希望；也有人称马约尔和奎洛兹为“新世界的发现者”，认为这一发现堪比哥伦布发现新大陆。
“飞马座51b”的发现点燃了系外行星探索的“星星之火”。得益于各类观测技术的突飞猛进，迄今科学家们在银河系发现的行星数量已超过4000颗。各种各样的新天体仍在不断被发现，其大小、形状、轨道之丰富令人难以置信。它们挑战了我们对行星系统的已有认识，迫使科学家们修正行星起源理论。
人类还有一个永恒命题就是“从哪里来”。正是以皮布尔斯为代表的一批科学家从上世纪60年代开始奠定的基础，让宇宙学成为一门现代科学，并迎来了长达50年的“黄金时代”。
皮布尔斯不断完善他提出的理论框架，最终帮助塑造了我们对于大爆炸以来宇宙形成和演化的基本认知。
大约140亿年前，宇宙在大爆炸之初是炙热而密实的。自那以后，宇宙开始不断扩张、变冷。大爆炸约40万年以后，宇宙开始变得“透明”，光线得以穿梭其中。就在这早期辐射中，记录着关于宇宙诞生和演化的秘密。
利用他创建的理论工具和运算方法，皮布尔斯将宇宙诞生之初留下的“蛛丝马迹”成功“解码”。根据他的理论可以推算出，宇宙中95%都是神秘的暗物质和暗能量，而我们通常观测到的普通物质只占5%。
如今，暗物质被认为是宇宙研究中最具挑战性课题之一。了解暗物质才有机会深入认识浩瀚宇宙及其起源。因此，全球科学家长期以来一直孜孜不倦地寻找暗物质，并启动了许多相关大型实验项目，如阿尔法磁谱仪、大型强子对撞机等。
2015年升空的中国首颗暗物质粒子探测卫星“悟空”也被寄予厚望。中国项目团队近日在美国《科学进展》杂志上公布第二批科学成果，“悟空”在国际上首次利用空间实验精确绘出高能质子宇宙射线能谱，并观察到能谱新结构，有助于“捕捉”暗物质。